Topoizomerazele

Topoizomerazele

Superspiralizarea cromzomului bacterian impune interventia unor enzime care sa realizeze relaxarea dublului helix ADN. Aceste enzime se numesc topoizomeraze si actioneaza asupra topoizomerilor ADN (Figura 4.9). Topoizomerii sunt molecule ADN cu structura primara si secundara identica si care difera in structura tertiara.

Doua molecule ADN d.c. ce au aceeasi secventa de nuceotide dar numar diferit de inlantuiri si suporarasuciri sunt topoizomere datorita diferentelor de natura topologica.

La bacterii, ca de altfel si la eucariote, exista 2 clase de topoizomeraze cu mecanisme diferite de actiune (Figura 4.9) :

topoizomeraze tip I - induc rupturi monocatenare (si tranzitorii) in ADN

topoizomeraze tip II - induc rupturi bicatenare in ADN (Figura 4.10)

La bacterii, topoizomeraza de tip I cea mai bine caracterizata este TopA de la E.coli, care relaxeaza suprarasuciri negative inalt rasucite. Topoizomerazele de tip II, in absenta ATP, au rolul de a relaxa macromolecula ADN ca si TopA, in timp ce in prezenta ATP induc suprarasuciri negative in moleculele circular covalent inchise (CCC) relaxate. Cea mai cunoscuta enzima din aceasta clasa este ADN giraza, care poate introduce aproximativ 100 de suprarasuciri negative per minut.

Figura 4.9 Desfacerea dublului helix intr-o bifurcatie de replicare, prin actiunea topoizomerazelor.

Figura 4.10 Modul de actiune al ADN topoizomerazelor de tip I si II.

(A) Topoizomerazele de tip I realizeaza ruperi monocatenare, conduc catena intacta prin aceasta rupere, refacand apoi legatura fosfo-diesterica. (B) Topoizomerazele de tip II taie ambele catene dintr-un dublu helix; prin acest spatiu este trecut un alt fragment al dublului helix, iar apoi se refac cele 2 legaturi fosfo-diesterice.

Figura 4.11 Rolul secventelor terminator si al proteinelor Tus in replicarea cromozomului la E.coli.